باحثون يطورون طريقة مبتكرة لتخزين البيانات الرقمية في الحمض النووي
طور فريق من الباحثين طريقة جديدة ومبتكرة لتخزين البيانات الرقمية في الحمض النووي باستخدام عملية المثيلة "Methylation" الطبيعية، دون الحاجة إلى تصنيع سلاسل مخصصة من الحمض النووي من البداية.
تفاصيل الدراسة
ووفقًا لدراسة نشرتها مجلة Nature، استخدم الباحثون عملية المثيلة لطباعة المعلومات مباشرة على الحمض النووي الموجود، وتعرف المثيلة بأنها تفاعل كيميائي تضاف فيه مجموعة الميثيل إلى الحمض النووي، وهي تستخدم عادة لتنظيم نشاط الجينات.
الطرق التقليدية لتخزين البيانات
وعادة يتطلب تخزين البيانات في الحمض النووي تحويل البيانات الرقمية إلى تسلسل من قواعد A و C و T و G النووية، ثم تصنع هذه السلاسل كيميائيًا في المختبر عبر عملية تعرف باسم "التخليق الجديد" (de novo synthesis).
وعلى الرغم من التطورات الكبيرة في هذه العملية، فإنها تظل بطيئة ومكلفة وعرضة للأخطاء، ما يجعلها غير مناسبة لتخزين البيانات على نطاق واسع.
الابتكار الجديد
وتمكن فريق من الباحثين من جامعة بكين وعدة مؤسسات أخرى من التغلب على هذه التحديات باستخدام المثيلة لإعادة كتابة الحمض النووي الموجود بشكل طبيعي، في حين تعد المثيلة تعديلاً فوق جيني يستخدم عادة لتشغيل الجينات أو إيقافها دون تعديل الشفرة الوراثية ذاتها.
آلية العمل
واعتمد الباحثون على 700 قطعة من الحمض النووي كمكونات بناء فريدة في نظام التخزين الجديد، ومن خلال تجميع هذه القطع بنحو انتقائي على قالب رئيس من الحمض النووي، تمكنوا من ترميز البيانات الرقمية، ثم تضيف إنزيمات معينة مجموعات الميثيل في مواقع محددة، لتحديد الحمض النووي بتسلسل مرغوب من 1 و 0.
اقرأ أيضًا:لمواجهة السمنة.. باحثون يتوصلون لعلاج يمنع امتصاص الجسم للدهون
النتائج والتجارب
وخلال تجاربهم، تمكن الفريق من تخزين واستعادة صور عالية الدقة لحيوان الباندا ورسم صيني قديم بدقة تصل إلى 97.47%، كما حققوا سرعة كتابة بيانات بلغت نحو 350 بت لكل تفاعل، متجاوزين بذلك سرعة كتابة البيانات في آلية "التخليق الجديد".
التكلفة والكفاءة
وتعد هذه الطريقة أقل تكلفة من الناحية النظرية، لأنها تعتمد على قوالب حمض نووي موجودة دون الحاجة إلى تصنيع قوالب جديدة، ورغم أن التخزين الإلكتروني التقليدي يبقى أسرع وأقل تكلفة، فإن هذا الأسلوب الجديد يقدم تطورًا كبيرًا في الاستفادة من الحمض النووي كمخزن طبيعي للبيانات.
المستقبل والتطبيقات
ومع مزيد من التحسينات، يمكن أن تصبح أنظمة تخزين البيانات عبر المثيلة وسيلة عملية لتخزين البيانات بشكل فعال ومستدام وأقل تكلفة من تصنيع الحمض النووي من البداية.
وأفاد الباحثون بأن نظام "epi-bit" الذي ابتكروه يقدم إطارًا ذا إمكانات مستقبلية لتخزين المعلومات الجزيئية باستخدام وحدات جاهزة، ما يمهد الطريق نحو تسويق تقنية تخزين البيانات في الحمض النووي.
شاهد أيضًا:
